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《昆明理工大学》 2016年
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基于GIS的玉溪市中心城区环境空气质量预报

王梦华  
【摘要】:随着云南省社会经济不断发展,能源大量消耗所排放大气污染物对环境的影响逐渐显著。作为云南省经济枢纽,玉溪市地区空气质量模拟是研究区域大气污染形成特征的重要方法,也是进行地区大气污染综合控制策略制定研究的重要手段。大气污染物排放清单的制定及发展趋势的研究不仅为空气质量预报提供必要的基础数据,也对云南省其他城市和地区源清单编制的科学发展有重要的预见和示范作用。本研究在玉溪市大气污染源清单本地编制空白的基础上,首次对玉溪市中心城区工业源、流动源和面源排放的PM2.5、PM10、 SO2、NO2、CO、VOCs和O3污染物建立排放源清单;在大量的监测数据基础上,对玉溪市工业企业SO2、NO2和PM10本地排放因子进行了计算和对比分析,减小了SO2、NO2和PM10排放源清单不确定性。排放源清单是空气质量模型最重要的基础数据,对了解空气污染状况和预测未来的污染趋势都有着重要作用,针对玉溪市中心城区污染源清单的空缺,本研究以2014年为基准年,收集大量的活动水平数据,尽可能采用本地区和国内的排放因子,估算工业源、流动源和面源等排放清单,得到2014年玉溪市中心城区PM2.5排放总量大约为1553 t,PM10大约为9530 t,SO2总量大约为15207 t,NO2为29635.68 t,CO为40222.56 t,VOC大约为31112 t,03大约为76.9 t。其中,工业源为玉溪市中心城区PM10、SO2、NO2和CO主要排放贡献源,贡献率分别为为61.53%、87.52%、60.82%和40.73%。面源为PM2.5排放量主要贡献源,贡献率为41.27%,面源为VOC排放量主要贡献源,贡献率为63.24%。在玉溪市中心城区本地排放清单调查的基础上,以AERMOD空气质量预测模型为预测工具,通过玉溪市实地小球测风试验、风洞示踪实验得到玉溪市本地粗糙度和风廓线指数等,对模型内两个参数进行修改,建立参数本地化AERMOD并进行空气质量预报。此外采用GIS技术应用于空气质量预测预报结果展示中,使模型模拟结果以可视化的图像方式呈现出来,并能充分发挥GIS的空间分析能力,为辅助决策提供依据。模型选取了2104年8月至2015年7月作为典型模拟时段,对玉溪市中心城区进行空气质量预测模拟,AERMOD模拟预测的结果同监测站监测数据结果采用趋势对比、模型预测结果定量分析和空间分析,得出:(1)五个站点预测结果中,除玉溪一中站SO2的预测浓度值略微偏高和东风水库站预测值略微偏低外,其余站点预测值与监测值趋势一致;NO2预测结果中除东风水库和玉溪一中站点预测浓度值低于监测值外,其余站点均与监测值结果趋势相近;PM10站点预测结果与观测值相比,除大营街站点偏高外其余站点略偏低。(2)模型预测结果定量分析采用预测结果与实测结果的均值来评估,平均值代表预测值整体偏离度,为1时预测值无任何偏差,预测分析结果表明AERMOD对于三种污染物的模拟可信度SO2NO2PM10。(3)由AERMOD预测空间分布结果和监测站监测数据ARCGIS插值结果对比结果可知,预测SO2、NO2和PM10高浓度与低浓度区域的AERMOD预测空间分布与监测站点ARCGIS插值结果呈现的高浓度与低浓度的空间分布较吻合。在本地源清单和AERMOD模型校准的基础上,采用AERMOD对玉溪市中心城区2015年2月至2015年7月时间内进行SO2、NO2和PM10模拟预测,预测模拟结果表明三种污染物中仅SO2和NO2仅有略微超标。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X51

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